Csaknem száz évvel Niels Bohr bolygószerű hidrogénatom-modelljének megszületése után a Rice University fizikusai létrehoztak egy óriási, milliméter nagyságrendű atomot, amely jobban hasonlít Bohr modelljére, mint bármely eddigi kísérleti megvalósítás. A kutatás részletei a Physical Review Letters-ben olvashatók.

Bohr 1913-ban mutatta be az atom első elméleti modelljét. Ebben azt feltételezte, hogy az elektronok úgy keringenek az atommag körül, mint a bolygók központi csillagjuk körül. A modell ‒ amelynek megalkotásáért a kutató 1922-ben elnyerte a Nobel-díjat ‒ lehetővé tette az atomok kémiai és optikai viselkedésének mélyebb megértését. Azt a feltételezését azonban, hogy az elektronok egyedi pályákon keringenek idővel felülírta a kvantummechanika, amely szerint az elektronoknak nincs pontosan meghatározható helyük, ehelyett megtalálási valószínűségük a mag körül egy adott mintázatot alkot. Az elektron állapotához tartozó hullámfüggvény adja meg az elektron tartózkodási valószínűségét az egyes pontokban.

„Egy kellően nagy méretű rendszerben az atomi méretekben megnyilvánuló kvantumeffektusok átmehetnek a Bohr-féle modell klasszikus mechanikájába” ‒ mondta el Barry Dunning professzor. Ennek érdekében erősen gerjesztett állapotú Rydberg-atomokat tettek ki egy pulzáló elektromos mezők hatásának. A Rydberg-atom legkülső pályáján egyetlen, magas energiaállapotú elektron kering, ez adott esetben (pl. rubídium) igen nagy távolságra lehet az atommagtól. Az elektromos terekkel ennek az elektronnak a mozgását manipulálták úgy, hogy körkörös, bolygószerű keringő mozgást végezzen.

A kísérletben káliumatomokat gerjesztettek, majd rövid elektromos pulzusokkal „vették rá” az elektront a keringő mozgásra. Az gerjesztett állapotú atomok valóságos óriásoknak számítanak: átmérőjük megközelíti a millimétert.

Dunning elmondása szerint a kísérletből leszűrt eredmények a következő generációs számítógépek létrehozásához, illetve a klasszikus és kvantumkáosz tanulmányozásához járulhatnak hozzá némi adalékkal.